Journals / Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi / 2020 / Cilt: 13 - Sayı: 3

A Study to Define Critical Current Limit for Covetic Al Formation

Kovetik Al Oluşumunda Kritik Akım Sınırını Belirlemek İçin Bir Çalışma

Pages
1348–1353
Publication Date
2022-10-11
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

It is also observed that covetic materials show increased flexibility.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:This paper presents the production steps of Al covetic material, as well as a margin for the critical current in its production process along with stress-strain mechanical measurement results.
📊
Key Findings & Data:In the course of study, covetic samples have been produced for four different current values, namely 100A, 200A, 300A and 400A, applied for 10 minutes, and one sample without a DC current, all having CNT-Al mixing ratio of 1% by weight.
💡
Conclusion & Impact:It is also observed that covetic materials show increased flexibility.
🔬Design:Research Article
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Domain Parameters

Abstract

This paper presents the production steps of Al covetic material, as well as a margin for the critical current in its production process along with stress-strain mechanical measurement results. As the need for energy is increasing every day, it is getting important not only its production but also its transmission in power grids. Covetic metals, one alternate to superconductors, show high electrical conductivity property for that purpose. During covetic production, a metal matrix is first melted and then mixed with Carbon Nanotubes (CNTs) before a high DC current is applied to the molten material. The role of this DC current is important in covetic material production and still under investigation. In the course of study, covetic samples have been produced for four different current values, namely 100A, 200A, 300A and 400A, applied for 10 minutes, and one sample without a DC current, all having CNT-Al mixing ratio of 1% by weight. Another sample was also produced without CNT doping for comparison purposes. Obtained results have showed that covetic material formation takes place for DC current values greater than or equal to 200A based on conductivity comparison of the samples. It is also observed that covetic materials show increased flexibility.

Özet

Bu çalışma, Al kovetik malzemesinin üretim aşamalarını, bunun yanı sıra üretiminde kritik akım için bir aralık ile birlikte gerilme-gerinim mekanik ölçüm sonuçlarını sunmaktadır. Enerjiye olan ihtiyaç her geçen gün artarken, elektrik şebekelerinde sadece üretimi değil, iletimi de önem kazanmaktadır. Süperiletkenlere alternatif olan kovetik metaller bu amaçla kullanmak için yüksek elektriksel iletkenlik özelliği gösterirler. Kovetik üretim sırasında, bir metal matris önce eritilir ve ardından erimiş malzemeye yüksek bir DC akımı uygulanmadan önce Karbon Nanotüpler (KNT'ler) ile karıştırılır. Bu DC akımının rolü, kovetik malzeme üretiminde önemlidir ve halen araştırılmaktadır. Çalışmada hepsi ağırlıkça % 1 CNT-Al karışım oranına sahip, 10 dakika süre ile 100A, 200A, 300A ve 400A olmak üzere dört farklı akım değeri için ve DC akımı uygulanmayan kovetik numuneler üretildi. Başka bir numune ise karşılaştırma amacıyla KNT katkılanmaksızın üretildi. Elde edilen sonuçlar, numunelerin iletkenlik değerlerinin karşılaştırmasına dayalı olarak, 200A'ya eşit veya daha büyük DC akım değerleri için kovetik malzeme oluşumunun gerçekleştiğini gösterdi. Ayrıca kovetik malzemelerin daha fazla esneklik gösterdiği de gözlenmiştir.

🔖

Cite This Article

Oral, E. A. (2022). A Study to Define Critical Current Limit for Covetic Al Formation. Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Cilt: 13 - Sayı: 3, 1348–1353. https://ajindex.com/articles/505463

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (6)

  1. Alvarenga, J. 2010 “Carbon nanotube materials for aerospace wiring”, Master Thesis, Department of Materials Science & Engineering College of Science Rochester Institute of Technology. Bakir, M., Jasiuk, I. 2017. “Novel metalcarbon nanomaterials: A review on covetics”, Adv Mater Lett, 8(9), 884–890.
  2. Bakshi, S. R., Lahiri, D., Agarwal, A. 2010. “Carbon nanotube reinforced metal matrix composites – a review”, International Materials Reviews, 55 (1), 41. Behabtu, N., Young, C. C., Tsentalovich, D. E., Kleinerman, O., Wang, X., Ma, A. W. K., Bengio, E. A., Waarbeek, R. F., Jong, J. J., Hoogerwerf, R. E., Fairchild, S. B., Ferguson, J. B., Maruyama, B., Kono, J., Talmon, Y., Cohen, Y., Otto, M. J., Pasquali, M. 2013. “Strong, Light, Multifunctional Fibers of Carbon Nanotubes with Ultrahigh Conductivity”, Science, 339, 182-185.
  3. Forrest, D. R., Jasiuk, I., Brown, L., Joyce, P., Mansour, A., Salamanca-Riba, L. 2012. “Novel metal-matrix composites with integrally-bound nanoscale carbon” Technical Proceedings of the 2012 NSTI Nanotechnology Conference and Expo, NSTI-Nanotech, 560-563.
  4. Ga, P. K. H., Xavior, M. A., 2014. “Graphene Reinforced Metal Matrix Composite (GRMMC): A Review”, Procedia Engineering 97, 1033 – 1040. Knych, T., Kiesiewicz, G., Kwaśniewski, P., Mamala, A., Kawecki, A., Smyrak, B. 2014. “Fabrication And Cold Drawing Of Copper Covetic Nanostructured Carbon Composites”, Archives of Metallurgy and Materials, 59 (4), 1283-1286. Los Alamos National Laboratory, 2011. “Ultraconductus: Innovative Electrical Conductors”. Salamanca‐ Riba, L.G., Isaacs, R.A., LeMieux, M.C., Wan, J., Gaskell, K., Jiang, Y., Wuttig, M., Mansour, A.N., Rashkeev, S.N., Kuklja, M.M., Zavalij, P.Y., Santiago, J.R. and Hu, L. 2015. “Synthetic Crystals of Silver with Carbon: 3D Epitaxy of Carbon Nanostructures in the Silver Lattice”, Adv. Funct. Mater., 25, 4768-4777.
  5. Smalley, R.E. 2005. “Future Global Energy Prosperity: The Terawatt Challenge”, MRS Bulletin, 30 (6), 412. Varnell, J.A., Bakir, M., Diascro, A.M., Chen, X., Nilufar, S., Jasiuk, I. 2019. “Understanding the influence of carbon addition on the corrosion behavior and mechanical properties of Al alloy covetics”, J. Mater Sci., 54(3), 2668–2679.
  6. Yang, M., Liu, Y., Fan, T., Zhang, D., 2020. "Metal-graphene interfaces in epitaxial and bulk systems: A review", Progress in Materials Science, 110 (100652).